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《建筑材料第二章》PPT課件.ppt

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1、2.建筑材料的基本性質(zhì) 2.1 材料的物理性質(zhì) 2.1.1材料的密度、表觀密度 與堆積密度 1、密度 定義:材料在絕對密實狀 態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì) 量。 V m content 2 表觀密度 定義:材料在自然狀態(tài)下單位體積的 質(zhì)量,按下式計算 分:干表觀密度和濕表觀密度 測量方法: 規(guī)則形狀, 可根據(jù)實際測量 不規(guī)則形狀,用蠟封排液法 content 3、堆積密度 堆積密度是散粒材料 (粉狀、顆粒狀)在堆積 狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 材料的堆積體積包括所有 顆粒的體積以及顆粒之間的空 隙體積, 2.1.2材料的密實度與孔隙率 1.密實度 定義:密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實的程 度。

2、2.孔隙率 定義:孔隙率是材料內(nèi)孔隙體積占總體積的百分比。 P = (V0 V)/V0 100%=( 1-/0) 100% 1 D+P=1 %100%100 0 0 VVD 2.1.3 材料的填充率與孔隙率 1.材料的填充率 定義:是指粉狀或顆粒狀材料在其堆積體積內(nèi),被 其顆粒填充的程度。 空隙率 定義:空隙率是材料在松散狀態(tài)下,顆??障扼w積 占松散體積的百分比。 1 PD %100%100 0 0 0 VVD %1001%1001%100 0 0 0 0 0 0 0 V V V VVP 1 PD content 2.2材料與水有關(guān)的性質(zhì) 1、親水性與憎水性 親水性 材料在空氣中與水接觸時,容

3、易被水潤濕 的性質(zhì),稱材料的親水性。 憎水性 材料不易被水潤濕的性質(zhì),稱為憎水性。 為潤濕角 90 親 水性材料 90 憎水性材料 content 2、吸水性 定義:材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱為吸水性。指 標(biāo):吸水率表示。 質(zhì)量吸水率 體積吸水率 3、吸濕性 定義:吸濕性是材料在空氣中吸收水分的性質(zhì)。 指標(biāo):含水率,等于材料吸入水分質(zhì)量占干燥時 質(zhì)量的百分率。 %1 0 0- m mmW 含含 材料的吸濕性主要取決于材料的組成和構(gòu)造。一 般,總表面積較大的粉狀或顆粒狀材料及開口貫通 孔隙率較大的親水性材料具有較強(qiáng)的吸濕性。 4、耐水性 定義:材料長期在飽和水的作用下不破壞,其 強(qiáng)度也不顯著降低

4、的性質(zhì)稱為耐水性。 材料的耐水性可用軟化系數(shù) K軟 表示。 f飽 材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度( MPa )。 f干 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度( MPa ) 。 軟化系數(shù)的范圍在 0 1之間。潮濕環(huán)境中的重要建筑 物或部位, 選軟化系數(shù)大于 0.85的材料。受潮較輕或次 要的建筑物,軟化系數(shù) k=0.7-0.85。通常認(rèn)為軟化系數(shù)大 于 0.85的材料是耐水材料。 干 飽 軟 f fK 5、抗?jié)B性 材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。 材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù) K來表示。 A tH WdK 式中 K 滲透系數(shù), mL/cm2s W 透水量, mL; t 透水時間 , s; A 透水面積, c

5、m2; H 靜水壓力水頭, cm; d 試件厚度 , cm. 材料的滲透系數(shù)越大,表示其抗?jié)B性越差 。 對于混凝土和砂漿材料,其抗?jié)B性常用抗?jié)B等級表示,即 式中 S 抗?jié)B等級 pH 試件開始滲水時的水壓力, MPa。 110 HpS content 5、抗凍性 材料在吸水飽和狀態(tài)下,經(jīng)多次凍融循環(huán)而不破壞, 強(qiáng)度不顯著降低且質(zhì)量也不顯著減小的性質(zhì)稱為抗凍性。 通常將經(jīng)過水飽和的材料試件在 -15 0C的溫度凍結(jié)后, 再在 20 0C的水中融化,這樣的一個過程稱為一次凍融循 環(huán)。 材料的抗凍性用抗凍強(qiáng)度等級 D表示。如 D25表示材 料能抵抗凍融循環(huán) 25次。 如果經(jīng)過規(guī)定次數(shù)的反復(fù)凍融循環(huán)后,

6、質(zhì)量損失不大 于 5,強(qiáng)度降低不超過 25時,通常認(rèn)為材料是抗凍的。 2.3 材料的力學(xué)性質(zhì) 2.3.1理論強(qiáng)度 固體材料的強(qiáng)度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點間的相互作 用力。從理論上講材料受外力作用而引起的破壞的原 因,主要是由于拉力造成質(zhì)點間結(jié)合鍵斷裂脆裂,或 由于剪力造成質(zhì)點見的滑移而破壞。 各種建材都具有較高的理論強(qiáng)度,其理論強(qiáng)度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于材料的實際強(qiáng)度。 2.3.2強(qiáng)度和比強(qiáng)度 1、強(qiáng)度 材料在外力 (荷載 ) 作用下,抵抗破壞的 能力,稱為強(qiáng)度。 材料主要有抗拉、 抗壓、抗剪、抗彎四 種強(qiáng)度。 強(qiáng)度可表示為 f 抗彎強(qiáng)度 fm 2、 比強(qiáng)度 比強(qiáng)度 =材料的強(qiáng)度 /表觀密度 可以對不同的材料進(jìn)

7、行對比。 2.3.3材料的變形性質(zhì) 1.材料的彈性與塑性 彈性:在外力作用 下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力消失時,材料的變形 即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。 塑性:不能消失的變形。 彈性變形與塑性變形 在彈性變形范圍內(nèi),彈性模量 E為常數(shù),其值等于 應(yīng)力 與應(yīng)變 的比值,即 E 式中 E 材料的彈性模量, MPa; 材料的應(yīng)力 , MPa; 材料的應(yīng)變。 E越大,材料越不容易變形。 2.材料的脆性和韌性 脆性:外力達(dá)到一定限度后, 突然破壞無明顯塑性變形的性質(zhì)。 脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉 強(qiáng)度打的多,常用來做承壓構(gòu)件。 韌性:在沖擊或震動荷載作 用下,能吸收較大能量,產(chǎn)生一 定的變形而不致被破壞的性

8、能。 3.材料的硬度和耐磨性 硬度 材料抵抗較硬物體壓入或刻劃的能力,稱為材料 的硬度, 有莫氏硬度(礦物硬度 分為 10級) 布氏硬度 HB(用鋼球壓入法測定) 耐磨性 材料抵抗磨損的能力稱為材料的耐磨性。用磨損率表 示: p=(m1-m2)/A 2.4材料的熱工性質(zhì) 2.4.1、導(dǎo)熱性 材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱 系數(shù) 表示。 2.4.2、熱容量 定義:材料在加熱時吸收熱量,冷卻時放出熱量的性質(zhì), 稱為熱容。 質(zhì)量為 1g材料溫度升高 lK所需的熱量或溫度降低 1K時放出 的熱量,稱為材料的比熱容。 2.4.3、耐燃性 材料對火焰和高溫的抵抗能力稱為材料的耐燃性。 據(jù)此

9、,可把建筑材料分為三類: 1、非燃燒材料 2、難燃材料 3、可燃材料 2.5、材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性 2.5.1材料的耐久性 材料的耐久性是材料在長期的使用的過程中,能保持其 原有性能不變、并不被破壞的性質(zhì)。 1.物理作用 物理作用包括環(huán)境溫度、濕度的交替變化,即冷熱、干濕、 凍融等循環(huán)作用。材料在經(jīng)受這些作用后,將發(fā)生膨脹、收 縮或產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,長期的反復(fù)作用,將使材料漸遭破壞。 2.化學(xué)作用 化學(xué)作用包括大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽等溶液或其他 有害物質(zhì)對材料的侵蝕作用以及日光、紫外線等對材料的作用。 3.生物作用 生物作用包括菌類、昆蟲等的侵害作用,導(dǎo)致材料發(fā)生腐 朽、蟲蛀等而破壞。 2.

10、5.2影響材料耐久性的因素 影響材料耐久性的主要因素可歸納為內(nèi)在因素和外在因素: 內(nèi)在因素是造成材料耐久性下降的根本原因: 材料的化學(xué)成分或組成性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造性質(zhì)。 外在因素主要包括 :機(jī)械作用、物理作用、化學(xué)作用、生物 作用及大氣作用等。機(jī)械作用包括荷載的持續(xù)作用,交變荷載 對材料引起的疲勞、沖擊、磨損、磨耗等。 耐久性是材料的一項綜合性質(zhì),各種材料耐久性的具體內(nèi)容, 因其組成和結(jié)構(gòu)不同而異。例如鋼材易受氧化而銹蝕;無機(jī)非 金屬材料常因氧化、風(fēng)化、炭化、溶蝕、凍融、熱應(yīng)力、干濕 交替作用等而破壞;有機(jī)材料多因腐爛、蟲蛀、老化而變質(zhì)等。 例 1 有一塊燒結(jié)普通磚,在吸水飽和狀態(tài)下重 2900g,其絕 干質(zhì)量為 2550g。磚的尺寸為 240 115 53mm,經(jīng)干燥并磨 成細(xì)粉后取 50g,用排水法測得絕對密實體積為 18.62 cm3 。 試計算該磚的吸水率、密度、表觀密度、孔隙率。 例 2 某工地所用卵石材料的密度為 2.65g/cm3、表觀密度為 2.61g/cm3、堆積密度為 1680 kg/m3,計算此石子的孔隙率 與空隙率?

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